內(nèi)存序是c++++中用于控制多線程環(huán)境下內(nèi)存訪問順序的機(jī)制，目的是防止因編譯器或cpu重排序?qū)е碌臄?shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和不可預(yù)測(cè)行為。1. memory_order_relaxed僅保證原子性，不提供同步；2. memory_order_acquire確保后續(xù)操作不重排到加載前；3. memory_order_release確保前面操作不重排到存儲(chǔ)后；4. memory_order_acq_rel兼具兩者語義；5. memory_order_seq_cst提供全序一致性，最安全但性能開銷大；6. memory_order_consume幾乎不用。正確選擇內(nèi)存序需根據(jù)同步需求權(quán)衡安全與性能。

C++的內(nèi)存序參數(shù)（memory order）是用來控制多線程程序中內(nèi)存訪問順序的關(guān)鍵機(jī)制。它直接影響到并發(fā)環(huán)境下變量讀寫的可見性和順序性。理解這六種內(nèi)存順序語義，是掌握C++原子操作和無鎖編程的基礎(chǔ)。

什么是內(nèi)存序？為什么需要它？

在現(xiàn)代處理器架構(gòu)中，為了提高性能，編譯器和CPU都可能會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排序。雖然這種優(yōu)化在單線程下不會(huì)影響結(jié)果，但在多線程環(huán)境中，就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)、不可預(yù)測(cè)的行為。

C++標(biāo)準(zhǔn)庫中的

std::atomic

立即學(xué)習(xí)“C++免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

• memory_order_relaxed

  登錄后復(fù)制

• memory_order_consume

  登錄后復(fù)制

• memory_order_acquire

  登錄后復(fù)制

• memory_order_release

  登錄后復(fù)制

• memory_order_acq_rel

  登錄后復(fù)制

• memory_order_seq_cst

  登錄后復(fù)制

這些順序決定了線程之間如何看到彼此的操作，也決定了是否插入內(nèi)存屏障（memory barrier）來防止重排序。

memory_order_relaxed：最弱的約束

這是最寬松的內(nèi)存順序，只保證原子性，不提供任何同步或順序保證。

適用場(chǎng)景：當(dāng)你只關(guān)心變量本身的原子更新，而不關(guān)心其他內(nèi)存操作的順序時(shí)使用。

例如計(jì)數(shù)器：

std::atomic<int> counter{0};
counter.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);

注意點(diǎn)：

• 不應(yīng)與其他線程間同步依賴混用。
• 可能導(dǎo)致難以察覺的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)問題，除非你非常清楚自己在做什么。

memory_order_acquire 和 memory_order_release：構(gòu)建同步關(guān)系

這兩個(gè)順序通常成對(duì)出現(xiàn)，用于在線程之間建立“發(fā)布-獲取”同步關(guān)系。

• memory_order_acquire

  登錄后復(fù)制
  ：用于加載操作，確保該操作之后的讀寫不會(huì)被重排到該操作之前。

• memory_order_release

  登錄后復(fù)制
  ：用于存儲(chǔ)操作，確保該操作之前的讀寫不會(huì)被重排到該操作之后。

舉個(gè)例子：

std::atomic<bool> ready{false};
int data = 0;

// 線程A
data = 42;
ready.store(true, std::memory_order_release);

// 線程B
if (ready.load(std::memory_order_acquire)) {
    assert(data == 42); // 能安全地訪問
}

在這個(gè)例子中：

• release

  登錄后復(fù)制
  保證了

  data = 42

  登錄后復(fù)制
  發(fā)生在

  store

  登錄后復(fù)制
  之前；

• acquire

  登錄后復(fù)制
  保證了只有在

  load

  登錄后復(fù)制
  成功后才看到前面的修改。

常見用途：

存了個(gè)圖

視頻圖片解析/字幕/剪輯，視頻高清保存/圖片源圖提取

17

查看詳情

• 同步共享資源的初始化
• 構(gòu)建輕量級(jí)鎖或信號(hào)量

memory_order_acq_rel：兼具 acquire 和 release 語義

這個(gè)順序用于原子的讀-改-寫操作（如

fetch_add

exchange

acquire

release

比如：

std::atomic<int> flag{0};
flag.fetch_add(1, std::memory_order_acq_rel);

它相當(dāng)于：

• 在讀取時(shí)使用

  acquire

  登錄后復(fù)制
  ，防止后續(xù)操作提前；
• 在寫入時(shí)使用

  release

  登錄后復(fù)制
  ，防止前面操作滯后。

典型應(yīng)用：

• 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的同步結(jié)構(gòu)，如自旋鎖、引用計(jì)數(shù)器等。

memory_order_seq_cst：默認(rèn)且最強(qiáng)的順序

這是默認(rèn)的內(nèi)存順序，也是最嚴(yán)格的一種。它保證所有線程看到一致的操作順序（全序），可以防止所有類型的重排序。

優(yōu)點(diǎn)：

• 最容易理解和使用；
• 避免很多并發(fā)陷阱。

缺點(diǎn)：

• 性能代價(jià)較高；
• 對(duì)某些高性能需求的場(chǎng)景可能過于保守。

如果你不確定該用哪種順序，先用

memory_order_seq_cst

memory_order_consume：幾乎沒人用的順序

這個(gè)順序本意是為了優(yōu)化，表示當(dāng)前操作只依賴于所加載的值，而不是整個(gè)內(nèi)存狀態(tài)。但實(shí)際上大多數(shù)編譯器和平臺(tái)并沒有特別優(yōu)化它，甚至直接當(dāng)作

acquire

因此，在實(shí)際開發(fā)中基本可以忽略它。

基本上就這些。內(nèi)存序的理解關(guān)鍵在于搞清楚你要同步什么、怎么同步，以及不同順序之間的差異。剛開始可以多用

seq_cst

以上就是如何理解C++的內(nèi)存序參數(shù) 六種內(nèi)存順序語義解析的詳細(xì)內(nèi)容，更多請(qǐng)關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！